《热工基础与流体力学》教学大纲
《流体力学与热工基础》-教学大纲-重点难点
《流体力学与热工基础》教学大纲（学时范围：90-100学时，使用专业：制冷工程，制定人陈礼）一、课程的性质、地位和作用本课程系专业基础课，旨在为专业课的学习奠定必要的基础，是进入专业理论和技能学习的一级重要台阶。
因此，也是本专业的主干课和核心课。
二、课程的目的和任务使学生掌握热力学、流体力学和传热学的基础知识、基础理论和计算，以便进入专业理论和专业技能的学习，也有利于学生的可持续性发展。
三、与其它课程的联系与分工本课程的先修课程是应用数学基础和工程制图，后续课程是制冷技术、空气调节系统、中央空调、流体机械与制冷压缩机、冰箱空调器及其维修、综合实训等专业理论课和实训课。
本课程涉及制冷装置的热力学基础、工质及其它介质的流动计算，制冷装置中换热过程的基本原理及计算。
但只涉及到装置的热力过程，不涉及装置的结构、分类、选型及制造工艺等。
四、课程的基本要求课程分热力学、流体力学和传热学三篇，使学生了解能量转换所用工质状态及基本参数，气体状态方程，掌握热力学第一定律、第二定律，了解蒸汽的定压产生过程及制冷循环的热力学原理；了解流体静压强分布规律，深刻理解能量方程及其应用，掌握阻力损失的计算方法；了解传热的三种方式及其规律，重点掌握单相对流和相变对流换热及换热器热力计算思想。
五、课程内容和教学要求第一篇工程热力学第一章工质与气态方程1．热能与机械能的相互转换2．工质的热力学状态及其基本参数3．气体状态方程4．气体的比热要求：理解工质、状态、状态参数的物理意义，掌握其单位换算；深刻理解气态工质的状态方程，工质的比热,并能熟练运用和计算。
*第二章热力学基本定律1. 热力学第一定律2. 稳定流能量方程式3. 能量方程式在制冷装置部件中的应用4. 气体的基本热力过程5. 热力学第二定律6. 熵和温熵图要求：在理解内能和膨胀功的基础上理解热力学第一定律；在理解闭口系、开口系、推动功、轴功的基础上深刻理解稳定流能量方程式及焓的物理意义；熟练运用能量方程式解决压缩机、节流、换热器等装置的热和功的计算。
流体力学教学大纲
《流体力学》教学大纲课程名称：流体力学英文名称： Fluid Mechanics一、本课程的地位、作用与任务《流体力学》是机械工程专业的一门技术基础课程，是研究流体静止和运动的力学规律，以及在工程中的应用。
课程着重阐明流体力学的基本物理现象、基本概念、基本原理和规律，及这些规律在工程实际问题中的应用，同时培养学生分析、解决问题的能力。
通过本课程的学习，为学生今后从事机械工程领域的科研工作奠定基础。
二、课程内容与基本要求（一）绪论1．学习内容：流体的主要力学性质，作用在流体上的力，流体的力学模型。
2．学习重点和难点：重点是流体的主要力学性质中的粘性；难点是应用牛顿内摩擦定律求解粘性切应力。
3．学习目的和要求：通过本章的学习，必须了解流体力学研究的内容，流体的压缩性和热胀性的计算公式，粘性及粘性力，流体的表面张力。
掌握用牛顿内摩擦定律求解在不同条件下粘性切应力的方法。
（二）流体静力学1．学习内容：流体静压强及其特性、分布规律，压强的计算基准和量度单位，作用于平面、曲面的液体压力，流体平衡微分方程，流体的相对平衡。
2．学习重点和难点：重点是流体压强的分布公式，作用于平面、曲面液体压力的计算公式及方法，以及流体处于相对平衡时流体压强的分布规律；难点是流体作用于平面时压力作用点的位置计算，作用于曲面时压力体的计算，处于相对静止时流体压强分布规律的计算。
3．学习目的和要求：通过本章的学习，掌握静止流体的压强计算，掌握计算静止流体在平面上的压力大小、方向及作用点的方法，掌握计算静止流体在曲面上作用力的水平分量、竖直分量、合压力的作用方向。
了解利用流体的平衡微分方程，对处于相对平衡状态下流体的压力分布公式进行推导。
（三）流体运动学基础1．学习内容：描述流体运动的两种方法，流体动力学的基本概念、连续性方程。
2．学习重点与难点：重点是流体质点加速度的计算公式，流线和迹线的异同，定常流和非定常流、均匀流、渐变流、急变流的定义；难点是连续性方程的公式推导及应用。
流体力学课程教学大纲
流体⼒学课程教学⼤纲《流体⼒学》课程教学⼤纲⼀、课程基本信息1、课程代码：03300102、课程名称（中/英⽂）：流体⼒学/Fluid Dynamics3、学时/学分：48/64、先修课程：⾼等数学 (上、下)、理论⼒学，1110011/1110012/06100405、⾯向对象：热能与动⼒⼯程专业和机械设计制造及其⾃动化专业的本科⽣6、开课院（系）：航海学院机械⼯程与⾃动控制系7、教材、教学参考书：教材:《流体⼒学》、景思睿张鸣远编著、西安交通⼤学出版社、2001年7⽉;教学参考书：《⼯程流体⼒学》、归柯庭等编著、科学出版社、2003年7⽉;《流体⼒学》、吴望⼀主著、北京⼤学出版社、1983年3⽉。
⼆、课程性质和任务《流体⼒学》为⾮流体⼒学专业的机械制造、动⼒⼯程、能源、环境与化学⼯程等类专业的重要技术基础课。
通过本课程讲述将使学⽣掌握基础的流体⼒学知识,并对后续专业课程的学习及相关专业⼯作的开展奠定初步的流体⼒学理论基础。
三、教学内容和基本要求《流体⼒学》课程在内容设置上既着眼于本科⽣未来⼯作和⾼技术发展的需要，也兼顾到本科⽣急需掌握的基础理论和基础专业知识。
主要讲述内容包括：流体及其物理性质，流体静⼒学、流体运动⼒学基础、流体动⼒学基础、相似原理与量纲分析、理想不可压缩流体的定常流动、通道内的粘性流动、粘性不可压流体绕物体流动等。
本课程讲述总计需48学时,具体教学内容和基本要求如下: 第⼀章流体及其主要物理性质（4）主要内容：1、流体与连续介质模型；2、流体的黏性；3、流体的可压缩性；4、作⽤在流体上的⼒。
基本要求：掌握流体的基本物理性质；理解连续介质模型的含义。
第⼆章流体静⼒学（6）主要内容：1、流体静压强及其特性；2、静⽌流体平衡微分⽅程式；3、重⼒场中静⽌流体内的压强分布及压强测量；4、作⽤在平⾯上的流体静压⼒；5、作⽤在曲⾯上的流体静压⼒及浮⼒。
基本要求：掌握流体静压强的基本特性；掌握流体静⼒学的基本原理；了解压强常⽤的测量⽅法；掌握平⾯及曲⾯上流体静压⼒的计算。
热工基础教学大纲
《热工与流体力学基础》教学大纲课程性质：专业基础课先修课程：工程流体力学高等数学总学时数：63适合层次：高职高专适合专业：能源技术电力技术一、说明1、课程的性质和内容本课程是将工程热力学、流体力学和传热学的经典内容及最新成果以能量转换和传递为主线，优化组合而成，是一门课程改革综合化教材。
全书共分三篇：第一篇为工程热力学，包括热力学的基本概念、热力学第一定律、热力学第二定律、理想气体的热力性质和热力过程、水蒸气和蒸汽动力循环、混合气体和湿空气、气体和蒸汽的流动；第二篇为流体力学，包括流体性质和流体静力学基础、一元流体动力学基础、流动阻力和能量损失、管路计算；第三篇为传热学，包括稳态导热、对流换热、辐射换热、传热与换热器。
2、课程的任务和要求通过该课程的学习，主要培养学生以下方面的能力：1、掌握不同单位之间的换算；任何物理量的大小都是由数字和单位联合来表达的。
而SI制是一种完整的单位制，它包括了所有领域中的计量单位。
我们在学习中要学会单位换算。
2、学会查阅工程手册；由于研究人员对某一具体问题的研究方法或实验条件等不尽一致，因此，对某些过程规律的描述有不同的计算公式。
另外，还有许多通过实验总结出来的图、表，以及大量的经验数据等，这些都是将要进行有关计算所需要的，作为一名未来的技术人员，必须具备迅速而准确地查阅工程手册，以便从中找到有关资料或数据的能力。
3、控制合理的误差率；一般来讲，工程允许的误差率应控制在5%（少数可控制在10%）以内，也就是说，工程计算中只要其结果误差率在允许的范围之内，都可认为是有效或可行的。
4、掌握正确的学习方法；学好热工与流体力学首先要掌握课程的主线。
本课程研究的是热、功转换，流体平衡及运动规律和热量传递等宏观现象，其主线是能量转换和传递。
其次是掌握分析问题解决问题的科学方法。
在学习过程中要逐渐培养在深刻理解基本概念、基本理论的基础上对实际问题进行抽象简化，并具备运用理论分析解决实际问题的能力。
技工《流体力学与热工基础》教学大纲
《流体力学与热工基础》课程教学大纲一、课程的性质及任务本课程是技工“水暖”专业的一门专业基础课。
主要介绍流体平衡和运动时的基本理论；泵与风机的基本构造及原理、工作性能；热能在工程上有效利用的规律和方法；为专业课热力分析及管路系统运行分析打下理论基础，并获得初步的分析问题和解决问题能力。
二、课程的教育目标1、知识目标通过学习使学生熟悉点压强的计算方法；掌握分析水头线的方法；掌握流速、压强、位能、流量的确定方法并分析它们之间的关系；掌握管路水力计算的方法；分析离心式泵与风机的工况。
掌握有关热力学基本定律、气体工质的性质、工质的状态参数以及变化时的热量确定等基础理论知识；掌握导热、对流和辐射换热过程以及稳定传热的基础理论，掌握换热器的工作原理、基本构造。
2、能力目标培养学生具有分析管路系统运行工况的能力；测定压强的能力；能够处理在供热通风与空气调节实际工程中遇到的，工质在加热、冷却、蒸发、凝结、加湿和除湿等过程中的状态变化的能力，工质在流动或压缩、膨胀过程中的状态变化和能量转换问题的能力；提高学生对各种热能利用设备的使用能力，减少热量损失，节约能源。
3、德育目标培养学生科学严谨、实事求是的工作作风和吃苦耐劳的精神，满足专业岗位的要求。
三、课时分配表四、课程内容及要求一）流体静力学1、主要内容流体的主要力学性质；流体静压强及其特性；重力作用下静压强的分布规律；压强的表示方法；液注式测压计。
2、教学要求掌握流体的主要物理性质；掌握流体静压强的基本方程式及其应用；了解常用测压计的构造及测压原理。
3、作业建议配备适量的习题与思考题。
二）流体动力学与管路计算1、主要内容连续性方程；能量方程及其应用；流动阻力与能量损失的两种形式；圆管沿程损失；非圆管流的沿程损失；局部损失；减小阻力的措施；简单管路的计算；串联与并联管路的计算。
2、教学要求掌握恒定流连续性方程及能量方程的意义及实际应用；掌握过流断面的水力要素及其与沿程水力损失的内在联系；掌握水头损失的计算方法。
《热工学基础》实验教学大纲
《热工基础》实验教学大纲课程编号：课程名称：热工基础热工基础//pyrology 实验总学时数：2一、实验教学的目的和任务1.1.实验教学的目的实验教学的目的实验教学的目的本实验针对《热工学》课程，对该课程所学内容进一步巩固，培养学生的实际动手能力。
际动手能力。
2.2.实验教学的任务实验教学的任务实验教学的任务实验的目的是了解热传导及传热过程的物理现象和测量原理，掌握相关测试设备、仪器的使用方法。
设备、仪器的使用方法。
二、实验项目及学时分配序号实 验 项 目 名 称 实验学时 实验类型 开出要求 1球壁导热系数测定球壁导热系数测定 1 单项单项 必做必做 2 传热系数测定传热系数测定1 单项单项 必做必做三、每项实验的内容和要求1.1.球壁导热系数实验球壁导热系数实验球壁导热系数实验目前各种测量导热系数的方法都是建立在傅里叶热传导定律的基础上，本实验的目的是了解热传导现象的物理过程，学习用稳态法测量导体的导热系数；测量多孔性材料、量多孔性材料、保温材料、保温材料、保温材料、建筑材料随温度变化时导热系数的变化。
建筑材料随温度变化时导热系数的变化。
建筑材料随温度变化时导热系数的变化。
掌握对热电掌握对热电偶的标定及使用。
偶的标定及使用。
2．传热系数的测定．传热系数的测定掌握对流传热系数α及总传热系数K 的测定方法；; 加深对对流传热系数α和总传热系数K的概念及影响因素的理解；掌握测定换热器传热系数k的实验原理。
了解实验装置，熟悉空气流速及管壁温度的测量的方法,掌握测量仪器仪表的使用方法。
四、实验改革与特色通过实验理论联系实际，提高学生对导热、对流、辐射、传热等知识点的认识，使其易于理解、加深和巩固课堂所学的知识，为后续课程的学习打下基础。
《流体力学》课程教学大纲
《流体力学》课程教学大纲《流体力学》课程教学大纲《流体力学》是能源与动力工程专业的一门主要技术基础课，是该专业工程技术人员必须掌握的知识。
它是研究流体平衡、运动及能量间内在联系与相互转换规律的一门学科，以流体基础理论为主，结合一般工程技术的课程。
通过本课程的理论学习，使学生具备如下知识和能力：1．学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，具备基本的抽象思维基本能力，培养学生整体思维、融会贯通、学会学习的能力。
2.掌握基本概念、基本的计算方法；流体静止和相对平衡时压强的分布规律及计算方法；粘性流体运动的基本概念、基本方程、阻力损失的计算以及流体与固体之间的相互作用；熟悉边界层的基本概念和流体绕物体流动阻力及产生的原因；熟悉流体平面流动的流函数、速度势函数与叠加原理；完全气体一维流动的基本方程和基本方程的应用。
3.培养能够运用流动的分析方法解决工程实际的设计计算及分析问题的能力。
二、课程教学的内容及学时分配1、课程理论教学内容及要求《流体力学》课程主要以讲授、讨论、分析计算为主，以课堂测验、作业为辅。
课堂教学将利用MOOC平台和先打通讯工具辅助教学，调动学习积极性，提高教学效率。
本课程目标、知识单元与学时分配见表1。
表1 课程目标、知识单元与学时分配2、课程实验教学内容及要求本课程实验注重基础知识、基本技能的培养，以加强学生基本实验操作训练，增强感性认识，以期达到用所学理论知识解决实际问题的能力，为学生适应社会各方面工程实际需要打下良好的基础，使学生初步具备分析、整理实验数据的能力。
通过实验，使学生具备如下知识和能力：1）、学会设备操作、报告撰写基础知识，培养学生在实验中提出问题、分析问题、解决问题的能力和对实验数据的综合处理、归纳分析、得出实验结论的能力。
2）、通过该实验课的基本训练，使学生学会正确使用各种常规的仪表，训练学生的实际动手能力。
本课程实验学时共6学时，设3个实验，如表2所示。
三、课程教学方法课程教学以课堂讲授为主，结合实验、作业、微课，MOOC课与相应的资源，配合多媒体课件等共同完成课堂授课内容。
热工与流体力学基础教学设计
热工与流体力学基础教学设计背景热工与流体力学是机械工程、能源、航空航天等领域中的重要基础学科。
学生通过学习该学科可以对能量守恒、热力学循环等基本概念有深入理解，同时也可以掌握流体运动的基本原理以及对流体流动进行分析的基本方法。
因此，本文介绍的教学设计旨在帮助学生充分理解并掌握热工与流体力学的基本知识。
教学目标1.掌握热力学基本概念和热力学循环；2.掌握流体运动的基本原理和控制方程；3.掌握流体流动的基本分析方法。
教学内容及方法热力学基础热力学体系•介绍热力学体系的基本概念和定义；•举例说明热力学体系的类型和特点；•教师进行PPT介绍，学生进行听讲并做好笔记。
热力学基本概念•介绍温度、能量、热力学系统等基本概念；•举例说明温度、热力学过程、相变等基本概念；•工程应用实例分析；•有义务回答老师提出的问题。
热力学循环•介绍焓、熵等热力学循环基本概念；•举例说明热力学循环的类型和特点；•工程应用实例分析；•制作PPT进行展示。
流体力学基础流体的定义•介绍物质状态的基本概念；•介绍流体的基本特征以及与固体的区别；•工程应用实例分析；•制作PPT进行展示。
流体静力学基础•介绍压强和压力的基本概念；•介绍受压力物体的平衡；•工程应用实例分析；•制作PPT进行展示。
流体动力学基础•介绍质量守恒、动量守恒、能量守恒等基本概念；•介绍一维、二维、三维流动的基本特征；•教师进行PPT介绍、学生进行听讲并做好笔记；•工程应用实例分析。
课堂讲解本课堂主要采用讲解与案例分析相结合的教学方式，学生在听完老师的讲解后，通过具体的工程案例来帮助巩固所学知识，提高学生的理解能力和应用能力。
评价方式1.考试评测（占总成绩50%），测试基于所学知识的掌握程度；2.作业（占总成绩30%），旨在巩固所学的知识，提高学生的理解能力和实际操作能力；3.实验（占总成绩20%），设计流量计算实验，旨在让学生掌握实验操作的技能。
总结热工与流体力学基础教学是机械工程等能源、航空航天相关学科的重要组成部分，通过本教学设计，希望学生们能够深入理解并掌握热力学基本概念和热力学循环，掌握流体运动的基本原理和控制方程，掌握流体流动的基本分析方法。
《流体力学》教学大纲
《流体力学》教案大纲一、基本信息二、教案目标及任务“流体力学”作为环境工程专业的专业基础课，是连接前期基础课程和后续专业课程的桥梁。
学生通过该课程的学习，掌握流体的基本性质，流体静止与运动的规律及流体与边界的相互作用、明渠流、管流、堰流等知识，具备流体计算（水力计算）的基本技能，为解决环境工程专业中的相关流体力学问题奠定基础。
本课程支撑环境工程专业毕业要求、、、、和。
三、学时分配教案课时分配四、教案内容及教案要求绪论第一节流体力学的任务和发展简史第二节连续介质假定与流体的主要物理性质. 连续介质假设.流体的主要物理性质习题要点：牛顿内摩擦定律的理解与应用第三节作用在流体上的力习题要点：质量力与表面力的概念第四节流体力学的研究方法本章重点、难点：黏性、牛顿内摩擦定律、质量力、表面力、连续介质概念。
本章教案要求：了解流体力学的发展简史，了解本课程在专业及工程中的应用；掌握流体主要物理性质，特别是黏性和牛顿内摩擦定律；理解作用在流体上的力；掌握连续介质、不可压缩流体及理想流体的概念；了解研究流体运动规律的一般方法。
第一章流体静力学第一节流体静压强特性第二节流体平衡微分方程. 流体平衡微分方程. 流体平衡微分方程的积分. 等压面习题要点：流体平衡微分方程的推导第三节流体静力学基本方程. 流体静力学基本方程. 压强的表示方法3.测压计习题要点：流体静力学基本方程的应用，压强表示与计算第四节液体的相对平衡. 液体的相对平衡. 液体的相对平衡在生产中的应用习题要点：等压面方程，压强分布规律第五节作用在平面上的液体总压力. 图解法. 解读法习题要点：平面静水总压力的计算第六节作用在曲面上的液体总压力习题要点：曲面静水总压力的计算本章重点、难点：静压强及其特性，点压强的计算，静压强分布图，压力体图，作用于平面壁和曲面壁上的液体总压力，流体平衡微分方程的建立与应用。
本章教案要求：理解流体静压强的概念；掌握静水压强的特性，压强的表示方法及计量单位；掌握流体微分方程及其物理意义；掌握液柱式测压仪的基本原理；熟练掌握平衡流体静压强的分布规律及点压强的计算方法；掌握作用于平面壁和曲面壁上的液体总压力的计算。
《流体力学与热工基础》-教学大纲-重点难点
《流体力学与热工基础》-教学大纲-重点难点《流体力学与热工基础》教学大纲（学时范围：90-100学时，使用专业：制冷工程，制定人陈礼）一、课程的性质、地位和作用本课程系专业基础课，旨在为专业课的学习奠定必要的基础，是进入专业理论和技能学习的一级重要台阶。
因此，也是本专业的主干课和核心课。
二、课程的目的和任务使学生掌握热力学、流体力学和传热学的基础知识、基础理论和计算，以便进入专业理论和专业技能的学习，也有利于学生的可持续性发展。
三、与其它课程的联系与分工本课程的先修课程是应用数学基础和工程制图，后续课程是制冷技术、空气调节系统、中央空调、流体机械与制冷压缩机、冰箱空调器及其维修、综合实训等专业理论课和实训课。
本课程涉及制冷装置的热力学基础、工质及其它介质的流动计算，制冷装置中换热过程的基本原理及计算。
但只涉及到装置的热力过程，不涉及装置的结构、分类、选型及制造工艺等。
四、课程的基本要求课程分热力学、流体力学和传热学三篇，使学生了解能量转换所用工质状态及基本参数，气体状态方程，掌握热力学第一定律、第二定律，了解蒸汽的定压产生过程及制冷循环的热力学原理；了解流体静压强分布规律，深刻理解能量方程及其应用，掌握阻力损失的计算方法；了解传热的三种方式及其规律，重点掌握单相对流和相变对流换热及换热器热力计算思想。
五、课程内容和教学要求第一篇工程热力学第一章工质与气态方程1．热能与机械能的相互转换2．工质的热力学状态及其基本参数3．气体状态方程4．气体的比热要求：理解工质、状态、状态参数的物理意义，掌握其单位换算；深刻理解气态工质的状态方程，工质的比热,并能熟练运用和计算。
*第二章热力学基本定律1. 热力学第一定律2. 稳定流能量方程式3. 能量方程式在制冷装置部件中的应用4. 气体的基本热力过程5. 热力学第二定律6. 熵和温熵图要求：在理解内能和膨胀功的基础上理解热力学第一定律；在理解闭口系、开口系、推动功、轴功的基础上深刻理解稳定流能量方程式及焓的物理意义；熟练运用能量方程式解决压缩机、节流、换热器等装置的热和功的计算。
《热工基础》教学大纲
4
72
16
88
实验学时分配
序号
实验项目
课时 备注
1 静压强实验
2
2 雷诺实验和流场演示实验
2
3 伯努力方程实验
2
4 沿程阻力和局部阻力实验
2
5 强迫流动单管管外放热系数测定实验 2
6 喷管性能实验
2
7 气体定压比热
2
8 传热性能
2
总计
16
重点：理想气体的热力性质和热力过程 难点：蒸气的热力性质和热力过程；水蒸气的定压发生过程、性质 表和图、基本热力过程 第四章 热量传递的基本理论（6学时） 本章了解热量传递的基本理论及方法 重点难点：热量传递的三种基本方式。 第五章 热工基础的应用（4学时） 本章要求学生在学习热工基础的整体知识上能将所学知识应用。 重点难点：热工基础的应用
六、主要教学参考书
1、《工程热力学》 华自强 高等教育出版社 2000年7月
附表: 课程内容
教学章 节
教学内容
一 能源概述
二 热能转换的基本概念个基 本定律
三 热能转换物质的热力性质 和热力过程
四 热量传递的基本理论
五 热工基础的应用
合计
理论学时 实验学 共 计 时
4
4
40
6
34
36
10
26
6
6
4
实验内容（10学时）： 1、沿程阻力和局部阻力实验（2学时） 2、强迫流动单管管外放热系数测定实验（2学时） 3、喷管性能实验（2学时） 4、气体定压比热（2学时） 5、传热性能（2学时）
本章了解物质的三态及相变过程；湿空气的状态参数及基本热力过 程；了解水蒸气的性质表和图，掌握水蒸气的基本热力过程
热工与流体力学基础最新版教学课件第1章 热力学基本概念
若f＝0
系统对外作功W，外界得到的功W ’＝W
若外界将得到的功W ’再返还给系统
则外界、活塞、系统同时恢复原态。
p
p外
1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2
1.4 准静态过程、可逆过程
摩擦损失的影响
若有f 存在，就存在损失
系统对外作功W，外界得到的功W ’<W
若外界将得到的功W ’再返还给系统，系统得到的功 W’’<W’
p
p1 1
T
T2 2
p
p3 3
O
v1
vO
s2
sO
T3
T
1.4 准静态过程、可逆过程
一、准静态过程(quasi-static process; quasi-equilibrium process)
1、定义：偏离平衡态无穷小，随时 恢复平衡的状态变化过程。
进行条件： 破坏平衡的势—
.. .. . . . . ..
可逆
5. 可逆过程可用状态参数图上实线表示。
1.5 功量和热量
一、 功(work)的定义和可逆过程的功
1．功的力学定义
w
2
δw
2
Fdx
1
1
2．功的热力学定义：
.1
通过边界传递的能量其全部
效果可表现为举起重物。
p
pdv
3．可逆过程功的计算
w
2
δw
2
Fdx
2
pAdx
2
pdv
1
1
1
1
状态公理：对组元一定的闭口系， 独立状态参数个数 N=n+1
2200
1.3 状态方程与状态参数坐标图
热工基础及流体力学课程设计
热工基础及流体力学课程设计一、课程背景热工基础及流体力学是机械工程专业本科生必修的一门课程，主要介绍了流体静力学、流体动力学和热力学等方面的基本理论及其应用。
课程内容涉及热力学基础概念、热力学第一、第二定律、热力学循环、杆材力学、流体静力学及动力学、粘性流体流动等方面，内容丰富、实用性强，为学生今后掌握流体流动基本理论，开展流体流动的模拟与实验研究，以及工程设备设计与改进打下坚实的基础。
二、课程设计目标本次课程设计的主要目标是帮助学生通过实践学习热工基础及流体力学相关知识，提高学生的应用能力。
通过对某一设备或工艺过程进行热工基础和流体力学的分析和计算，促进学生自主学习和自主创新的能力提升。
三、课程内容与任务3.1 课程内容本次课程设计分为两个部分，第一部分是热工基础分析，第二部分是流体力学分析。
3.1.1 热工基础分析主要内容包括：•热力学基础知识，包括状态方程、热力学第一定律和第二定律、熵和熵增、焓等。
•处理某种设备或过程的热工性质，包括压力、温度、比容等的计算。
•热力学循环分析，掌握热力学循环分析的方法，比如卡诺循环和布雷顿循环等。
3.1.2 流体力学分析主要内容包括：•流体静力学，处理某种流体系统的平衡状态、大气压力、液位等基础概念。
•流体动力学，掌握包括雷诺数、黏性系数、雷诺应力等流体动力学的基本概念，通过流体力学方程分析流体宏观运动规律。
•流量控制和传热分析，掌握某种设备或过程的流量分析和传热分析的方法及应用。
3.2 课程任务选定工业中一个设备或过程，对其手动计算热工和流体力学相关参数，并用流体模拟软件进行计算和模拟，以比较手动计算与模拟结果的差异。
四、课程教学方法4.1 在线学习学生在课前通过网络学习相关基础理论和知识，包括热力学基础和流体动力学等内容，同时了解计算机工具和软件的应用方法，为实验做好相关准备。
4.2 课堂教学课堂教学分为授课和实验报告两个部分，授课主要是针对一些难点问题进行讲解和重点强调，实验报告则是鼓励学生积极参与实验和模拟计算，并对所得结果做出评价和总结。
热工基础及流体力学第二版教学设计
热工基础及流体力学第二版教学设计一、教学目标通过本次课程的学习，要求学生掌握以下基础知识：1.热力学基本概念及其应用；2.流体力学基础知识及其应用；3.热力学循环分析及其应用；4.主要工程流体的非稳态流动分析方法；5.汽蒸发动机及其原理；6.汽轮机及其原理；7.内燃机及其原理；8.热传导和对流传热的基本原理。
二、教学重点1.热力学基本概念及其应用；2.流体力学基础知识及其应用；3.热力学循环分析及其应用。
三、教学难点1.主要工程流体的非稳态流动分析方法；2.汽蒸发动机及其原理；3.汽轮机及其原理；4.内燃机及其原理；5.热传导和对流传热的基本原理。
四、教学方法本门课程采用多种教学方法，包括：1.讲授：教师通过PPT、教材等方式向学生讲解课程内容；2.讨论：教师提出问题，引导学生进行讨论；3.实践：教师组织学生进行实践操作，提高学生的实际操作经验；4.案例分析：教师引导学生分析实际案例，加深对课程内容的理解。
五、教学内容及教学进度第一周1.热力学基本概念、能量守恒定律、熵的概念及热力学函数；2.理想气体状态方程及其应用。
第二周1.热力学第一定律及其应用；2.热力学第二定律及其应用。
第三周1.热力学第三定律及其应用；2.热力学循环分析形式化方法。
第四周1.流体的概念、流动的描述方法及其区别；2.流体的基本物理性质。
第五周1.流体静力学的基本概念及其应用；2.质量守恒方程及其应用。
第六周1.基本流动方程的导出及其应用；2.动量守恒方程及其应用。
第七周1.流体分层流动分析；2.多孔介质流动分析。
第八周1.汽蒸发动机及其原理；2.燃气轮机及其原理。
第九周1.内燃机及其原理；2.传热基本原理。
第十周1.热传导的基本原理；2.对流传热的基本原理。
六、考核方式本门课程考核采取多种方式，包括：1.作业：每周布置1-2道作业，作业包括计算题和应用题，占总成绩的20%；2.结课考试：占总成绩的50%；3.实验成绩：占总成绩的30%。
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《热工基础与流体力学》教学大纲
一、课程基本情况
英文名称：Fundamentals of thermodynamics and fluid mechanics
课程编号：F0717********
总学时：48 讲课学时：42 实践学时：6
总学分：3
课程性质：必修
考核方式：考查
适用对象：机械设计制造及其自动化
先修课程：大学物理
参考文献：
[1]蒋祖星.《热工与流体力学基础》[M].北京:机械工业出版社，2016
[2]魏龙.《热工与流体力学基础》[M]. 北京:化学工业出版社，2017
二、课程简介与目标
《热工基础与流体力学》课程是高等工科院校机械类专业必修的一门专业技术基础课。
主要研究内容包括工程热力学、传热学和流体力学三大部分：第一、工程热力学是从工程实际出发，研究物质的热力性质、能量转换的规律和方法以及有效合理利用热能的途径。
包括热力系统的基本概念、气体的热力性质、热力学第一定律、理想气体的热力过程、热力学第二定律、水蒸气、湿空气、气体和蒸汽的流动、制冷循环等基本内容的学习，可为学生从事本专业的科研生产工作奠定必备的理论基础；第二、传热学主要研究工程中物质传导热、对流传热、辐射传热及其总传热过程的热量传递规律的学科。
主要目的是计算传递的热量从而控制热量传递过程，确定物体内各点的温度分布用于判断热传递引起某些现象的原因、温度控制等。
具有分析和解决工程中有关热量传递的实际问题的能力、应用有关技术资料选择换热器的能力、机械的能量传递方面的设计计算能力；第三、流体力学是研究流体平衡和运动的力学规律、流体与固体之间的相互作用及其在工程实际问题中的应用。
主要目的是掌握流体的平衡和运动的基本规律；学会必要的流体力学分析、计算方法；掌握一定的流体力学实验技能，具有分析和解决工程实际问题的能力。
为日后从事机械设计工作提供必须的基础知识和理论基础。
通过本课程的学习，达到如下学习目标：
目标 1.掌握与流体力学、传热学和工程热力学有关的工程基础知识，对复杂机械工程进行推演和分析。
目标 2.运用流体力学、传热学和工程热力学的基本原理和数学模型，对工程中实际问题简化并建立数学模型进行正确表达。
三、课程教学目标与毕业要求关系矩阵
四、教学内容、教学方法和手段、学时分配
（一）教学内容
知识单元1：热力学基本概念（支撑课程目标1、2）（建议2学时）
教与学要求：掌握热力学的基本概念。
教学内容：
1-1工质和热力系。
1-2工质热力状态和基本状态参数。
1-3平衡过程和热力过程。
重点：状态参数和热力过程。
知识单元2：热力学第一定律（支撑课程目标1、2）（建议4学时）
教与学要求：掌握热力学第一定律及其表达式热力学基本概念；状态方程，功量与热量，热力学第一定律实质。
教学内容：
2-1热力系统储存能。
2-2热力系与外界传递的能量。
2-3热力学第一定律。
重点：热力系与外界传递的能量和热力学第一定律。
知识单元3：理想气体性质与热力过程（支撑课程目标2）（建议6学时）
教与学要求：掌握理想气体状态方程，热容，热力学熵、焓，能及热力过程。
教学内容：
3-1理想气体状态方程。
3-2理想气体比热容及热量计算。
3-3理想气体热力学熵、焓，能计算。
3-4理想气体热力过程。
重点：理想气体热容，热力学熵、焓，能及热力过程。
难点: 理想气体热力过程。
知识单元4：热力学第二定律（支撑课程目标1、2）（建议4学时）
教与学要求：能运用热力学第二定律，判断设计合理性。
教学内容：
4-1热力循环。
4-2热力学第二定律。
4-3卡诺循环。
4-4 克劳修斯不等式。
4-5熵增原理。
重点：热力学第二定律、自发过程判据。
知识单元5：稳态热传导（支撑课程目标1）（建议6学时）
教与学要求：能运用傅里叶定律、阐明导热问题数学描述方法。
教学内容：
5-1导热基本定律
5-2平壁稳态导热
5-3圆筒壁稳态导热
重点：傅里叶定律
知识单元6：对流换热（支撑课程目标2）（建议6学时）
教与学要求：能推出对流换热微分方程组，阐明边界层理论及其微分方程组；能求解边界层摩擦阻力与换热的近似积分解，动量传递与热量传递的类比；能描述对流换热准则关联式。
教学内容：
6-1对流换热概念及牛顿冷却公式。
6-2对流换热微分方程组。
6-3边界层理论及其微分方程组。
重点：牛顿冷却公式，自然对流换热，受迫对流换热。
难点：对流换热计算。
知识单元7：辐射换热基本定律和计算（支撑课程目标1、2）（建议6学时）
教与学要求：能阐述热辐射的基本概念，辐射力与辐射强度；能计算两黑表面间的辐射换热和角系数；能分析灰体辐射换热，气体辐射和太阳辐射。
教学内容：
7-1热辐射的基本概念，辐射力与辐射强度。
7-2黑表面间的辐射换热和角系数的确定方法。
7-3灰体辐射换热、气体辐射和太阳辐射。
重点：两黑表面间的辐射换热和角系数的确定方法。
难点：辐射换热计算。
知识单元8：流体性质及基本参数（支撑课程目标1、2）（建议4学时）
教与学要求：能分析流体的力学性质；流体静压强分布规律；能运用静压强基本方程式。
教学内容：
8-1流体的力学性质。
8-2流体静力学基础。
重点：流体静压强分布规律、流体静力学。
知识单元9：流体动力学基础（支撑课程目标1）（建议6学时）
教与学要求：能运用流体动力学基本概念、连续性方程和恒定流能量方程计算流速和压强。
教学内容：
9-1流体动力学基本概念。
9-2连续性方程。
9-3伯努利方程。
重点：连续方程和能量方程的物理意义，恒定流能量方程计算流速和压强。
难点：伯努利方程应用。
知识单元10：流体流动阻力及能量损失（支撑课程目标1、2）（建议4学时）
教与学要求：能运用层流和紊流的概念及其判定准则，计算层流的沿程阻力和局部损失，能阐明减少阻力损失的方法。
教学内容：
10-1沿程损失和局部损失。
10-2流体流动状态。
10-3 管内流动损失计算。
重点：层流和紊流的概念及其判定准则，层流的沿程阻力计算，局部损失的计算，减少阻力损失的方法。
难点：水头损失计算。
（二）学时分配
五、实践教学环节
实验目的：巩固热力学、传热学和流体力学的基本知识，学会设计实验、求解参数的方法，具有在工程中实际应用的能力；具有正确处理实验数据、分析和综合实验结果以及撰写实验报告的能力。
六、成绩构成和评价方法
（一）考核方式说明
1. 以试卷、作业、实验等形式考核。
2. 采用闭卷考试，试卷成绩占总成绩65%，平时成绩占总成绩35%：其中作业占20%，课内实验（含报告）占15%。
（二）考核权重分配
七、成绩评价标准
1.平时成绩评价标准
（1）作业成绩评价标准
（2）实验成绩评价标准：（具体评价标准见《热工基础与流体力学》实验报告）实验成绩占总成绩比例：实验过程占50%，实验报告占50%。
八、课程目标达成情况分析
1.评价方法
定量评价方法，采用成绩分析法，数据来源为课程教学大纲中支撑课程目标的各考核环节的考核结果，数据来源主要包括考试成绩、课堂表现、作业、实验报告等分析数据。
以期末考试成绩为依据形成课程目标达成度的计算方法下式所示：
=
i i i 样本中与课程目标相关的考点平均分
课程目标的达成度样本中与课程目标相关的考点总分
《辽宁工程技术大学学生手册》中规定学生学分绩点不低于 1.5 时可以获得学位，即课程的平均成绩 65 分以上可以获得学位。
据此，课程目标达成度大于等于 0.65 认定为“达成”，小于该值认为“未达成”。
各课程目标达成度的最低值为本课程的总体达成度。
4.持续改进
根据本轮各课程目标的达成综合上述两种评价方法得到的评价结果，以定量评价结果为主、定性评价结果为参照，得到本课程各课程目标达成度评价情况。
情况分析未达成或达成度较低的原因，从教学内容、教学方式、教学手段、综合训练内容、作业题目等方面提出改进措施，形成《课程达成度分析报告》，并填入下一轮《考核方式合理性评价表》。